一、概述

随着国内外对换热器生产要求越来越高，在高温、高压、易燃、易爆及强腐蚀介质的工况条件下，对胀管的质量要求也越来越高，传统落后的机械胀接工艺已不能满足要求，为了减少换热器管子和管板胀接部位的泄漏，消除换热器与折流板之间的间隙，从根本上解决磨蚀、噪音以及管端焊缝的疲劳裂纹等问题，我公司于1996年在国内率先成功研发出液压胀接技术，并迅速在石化系统得到了推广应用。应用本技术可以对多种规格、多种材料的换热器进行可靠的胀接，特别适用于对厚管板和大口径管换热器的胀接。用本技术制造的换热器，胀接质量均匀可靠，无腐蚀、无污染，具有较长的使用寿命和较低的故障率，而且胀接操作简单，胀接速度快，劳动强度非常低，极大缩短了制造或维修时间，减少设备的停产损失，具有很高的经济效益。

目前，我公司所研发的液压胀接技术已在石化、电力、锅炉、核电、制冷等领域换热器制造中得到了广泛的应用，极大的提高了我国换热器设备质量和生产效率。公司与中国石油及中国石化旗下化工机械企业、张家港化工机械股份公司等国内化工机械龙头企业建立了长期的合作关系，Linda、THT、GEA等外资企业也选择了与通明合作。我公司最新研发的高压液压胀管机，关键部件采用进口元件，增压迅速，系统稳定，工作高效，胀接质量均匀可靠，用我公司产品制造的换热器符合出口德国等欧美发达国家的质量标准要求。“通明”牌液压胀管机经历了近20年的市场考验和公司的不断努力改进，产品为国内领先。

二、技术原理

我公司研发的液压胀接技术所用胀杆由高强度合金钢芯杆和耐高压进口弹性橡胶组成，一体化设计，不需使用密封件即可以承受超高压力，使用方便，工作效率高，工作原理如图所示，它是利用胀管机提供的高压液压压力施加于耐高压弹性橡胶体产生的径向压力将管子胀接于管板上，当超高液压压力通过高强度合金芯杆进入耐高压弹性橡胶体时，耐高压弹性橡胶体产生径向压力,该压力足以使管子材料发生塑性变形,从而实现管子与管板间的胀接。

三、特点

1．可以对15-500mm厚度管板进行全厚度一次性均匀胀接；

2．数字化自动控制，胀接压力可精确设定，操作简单，胀接质量可靠；

3．液压系统集成化设计，系统不漏油；

4．可以对内螺纹管或有缝焊接管进行胀接；

5．胀接后的换热管残余应力低，有效防止间隙腐蚀，不易受应力腐蚀；

6．换热器胀接后轴向不拉长而稍有收缩，降低设备运行噪音；

7．对换热管尺寸精度要求低，管子内孔误差大，现场可适当调整；

8．胀接处无污染，先胀后焊不受影响；

9．可胀接铜、碳钢、不锈钢、双相钢、钛合金、复合材料等；

10．操作手柄仅重1.5kg，单人可连续快速胀接；
11．耐高压进口橡胶胀袋抗疲劳性强，平均使用寿命100次以上/支；

12．一体化设计的易损件—胀杆，更换简单；

13．劳动强度低，生产效率高，每台设备每班可胀接2000个以上管孔。

四、技术参数

五、胀接压力计算及选取

根据管板管子材料及胀接几何参数等实际状况，可按下式计算胀接压力：

1. 管子残余接触应力可由下式计算

Pc= (1-2C) Pi-σstlnkt (1)

其中C=1/{kt2(1-Ut)+1+Us+Et[(kt2-1)/Es(ks2-1)][1- Us+ ks2(1+ Us)]}

由上式可以看出，当管子与管板材料及管孔结构尺寸给定时，C为定值。

2.若f为管子外表面和管板孔之间的摩擦系数，[q]为许用拉脱力，，对于贴胀取[q]=2MPa,强度胀[q]=4MPa,残余接触应力应满足

Pc≥[q]/f (2)

将上式代入式（1）中，可知胀接压力许用值应满足如下关系

[Pi] ≥{[q]/f+σstlnkt}/(1-2c) (3)

3.最大胀接压力为管板内壁发生屈服时的压力，即

Pimax=σstlnkt +σsplnks （4）

因此，胀接压力的选取范围为

σstlnkt +σsplnks≥[Pi] ≥{[q]/f+σstlnkt}/(1-2c) （5）

符号说明

Es、Et—管板、管子材料的弹性模量，Mpa；

σsp、σst—管板、管子材料的屈服应力，Mpa；

Us、Ut—管板、管子材料的泊松比；

C—管子与管板的材料与结构系数；

kt、ks管子、管板单管模型的径比，kt=do/ di、ks=Do/ DI ；

常规管板和管子可参照我公司经过多年模拟试验得出的最佳胀接压力参考值，当采用特殊规格换热管时可以先理论计算，然后通过模拟试验，确认其贴胀及强度胀的适宜压力范围，以保证胀接的可靠性。

强度胀需满足开槽要求：槽宽8-10mm。因材质、批次、槽宽等不同，胀接压力可根据试胀后检查“凹陷”程度进行调整；
常规管板和换热管液压胀接压力参考值(单位：Mpa)

六、现场使用情况